石英音叉陀螺机械及静电耦合误差的消除

为了消除石英音叉陀螺中音叉不对称产生的机械耦合误差及驱动电极与拾取电极间分布电容引入的静电耦合误差,分别采用了质量平衡调节消除机械耦合误差及设计补偿电路消除静电耦合误差的方法.实验结果表明,该方法基本消除了石英音叉陀螺的机械和静电耦合误差,陀螺性能得到明显提高.

石英音叉陀螺芯片工艺误差的影响分析

加工高质量的石英音叉需要解决工艺误差导致的机械耦合误差及频率漂移等问题。使用测量显微镜对石英音叉驱动叉指的长度和宽度在主要工艺过程中的变化进行了测量,其中以石英音叉化学腐蚀引入的尺寸误差较大。采用有限元法建立了引入工艺误差的仿真模型,得到的仿真结果更接近实际测试数据。质量平衡调节可以有效地补偿工艺误差,消除机械耦合误差,提高石英音叉陀螺的性能。

石英音叉陀螺阻抗特性的实验研究

为改善石英音叉的质量,提高陀螺性能,采用了质量平衡调节叉指对称性的方法改善音叉阻抗特性,测试了阻抗特性对音叉驱动及机械耦合误差的影响.实验结果表明,通过对驱动叉指的对称性进行质量平衡调节,驱动叉指的品质因数明显提高,驱动电压明显下降,机械耦合误差也得到有效消除,音叉阻抗特性得到改善.

一体式石英振梁加速度计工程化研究进展

一体式石英振梁加速度计是一种高精度谐振式MEMS惯性传感器。针对现有石英振梁加速度计存在的体积大、全温及力学环境适应性不足等问题,提出一种基于三层石英结构的一体式石英振梁加速度计的设计方案。通过突破高精度薄梁腐蚀及晶圆级键合两项关键技术,成功研制出加速度计样机。经测试,产品全温稳定性优于0.5mg,振动整流误差优于200μg/g^2(@15.68g rms),可以满足中高精度惯性导航应用需求。后续期望通过原位温度补偿及直接键合等技术进一步提升一体式石英振梁加速度计的全温精度及长期稳定性。

微机械陀螺仪零偏稳定性的温度响应测试评价

设计对比分析实验并搭建测试系统,获得商品化微机械陀螺仪零偏稳定性对恒温(-40、25、60℃)和温度循环(-40~60℃)载荷的响应规律。恒温载荷下,石英基微机械陀螺仪零偏稳定性计算值在40(°)/h以下,硅基微机械陀螺仪零偏稳定性计算值约在150~670(°)/h的大范围之内。硅基陀螺仪的零偏稳定性计算值与温度基本呈正相关趋势且线性度较好,石英基陀螺仪与之相反。零偏稳定性值在温度循环交变的温度载荷下比在恒温载荷下大几十倍,结构设计和封装工艺等方面得到较好优化的陀螺仪可以有效避免这种负面影响。该研究为微机械陀螺仪零偏稳定性优化提供了对比测试数据和优化方向建议。

MEMS倾角传感器研究现状及发展趋势

概述了微电子机械系统(MEMS)倾角传感器的工作原理,对MEMS倾角传感器进行分类归纳,主要分为电容式、谐振式、热对流式和光学式等,对上述MEMS倾角传感器的敏感机理、技术特点、关键技术及性能进行详尽的阐述。目前电容式MEMS倾角传感器是用量最大、技术最成熟、可供选型最多的产品;谐振式MEMS倾角传感器基于其准数字式输出和高精度成为研究热点;热对流式和光学式MEMS倾角传感器则是由于其本身测量原理的限制而应用于特定场合。最后从精度、鲁棒性、智能化、国内外技术差距及前沿技术等方面分析了MEMS倾角传感器未来的发展趋势,为国内MEMS倾角传感器的研制和选型提供依据。

石英音叉陀螺音叉封装问题研究

封装是石英音叉陀螺的关键工艺,封装管壳的选择、封装方式及石英音叉的固定形式对音叉的性能有直接影响。封装管壳的有限元仿真分析,可以作为封装管壳选取的依据。采用单点固定封装方式有利于石英音叉工作性能的稳定。实验中通过改变封装盖板的开合状态来改变封装方式,石英音叉的阻尼和品质因数发生了明显的改变。